研究人員在開發(fā)基因編輯工具方面取得了重大突破，以增進(jìn)我們對(duì)地球上最重要的海洋微生物之一的了解。

該國(guó)際項(xiàng)目由英國(guó)東英吉利大學(xué)(UEA)的科學(xué)家共同領(lǐng)導(dǎo)，釋放了最大的未開發(fā)遺傳資源開發(fā)天然產(chǎn)物的潛力，例如新型抗菌，抗病毒，抗寄生蟲和抗真菌化合物。

海洋微生物調(diào)節(jié)碳和必需營(yíng)養(yǎng)素(例如氮和磷)的全球循環(huán)。盡管具有重要意義，但政府和行業(yè)的資金仍主要用于非海洋生物的研發(fā)。部分原因是由于缺乏對(duì)海洋微生物重要性的認(rèn)識(shí)，對(duì)海洋微生物生物學(xué)的了解有限以及在獲取和可持續(xù)利用海洋微生物方面存在困難。

解決這個(gè)問題需要遺傳操縱工具，而對(duì)于許多不同的生態(tài)和生物技術(shù)上重要的海洋微生物組(例如原生生物)來說，它們尚不可用，它們共享類似于植物和動(dòng)物的亞細(xì)胞組織。

與植物和動(dòng)物不同，它們是單細(xì)胞的并且具有顯著的多樣性。有些代表陸地上復(fù)雜的生命形式的起源，另一些諸如光合作用的原生生物，稱為浮游植物，對(duì)全球年度固碳的貢獻(xiàn)幾乎與陸地植物一樣大。

這項(xiàng)新研究發(fā)表在《自然方法》雜志上，旨在增進(jìn)人們對(duì)海洋生物的基本生物學(xué)和進(jìn)化的了解，并為進(jìn)化研究，納米技術(shù)，生物技術(shù)，醫(yī)學(xué)和藥理學(xué)帶來潛在有價(jià)值的成果。

這個(gè)為期三年的合作項(xiàng)目主要由戈登和貝蒂摩爾基金會(huì)支持，涉及53個(gè)國(guó)際實(shí)驗(yàn)室，包括100多名研究人員。它導(dǎo)致了新的遺傳模型系統(tǒng)的開發(fā)，并在綜合的“轉(zhuǎn)化路線圖”中進(jìn)行了總結(jié)。本文概述了DNA傳遞方法，基因表達(dá)構(gòu)建體和基因組編輯方法，可作為更廣泛的研究社區(qū)的資源。

UEA環(huán)境科學(xué)學(xué)院海洋微生物學(xué)教授，英國(guó)主要作家托馬斯·莫克(Thomas Mock)表示，這項(xiàng)研究建立在數(shù)十年的研究基礎(chǔ)之上，這些研究有助于使海洋生態(tài)系統(tǒng)的圖景越來越一致。

莫克教授說：“就維持可居住性而言，海洋擁有地球上最重要的微生物多樣性。”“由于這些生物在地球健康中的重要作用，因此了解這些生物及其基因的功能非常重要。它們還代表著生命在過去15億年中的演變。它們?nèi)绱斯爬?，以至于不可能充分了解他們的?xì)胞生物學(xué)和功能性生物多樣性。

“我們?cè)诨虿倏v方面取得的突破性進(jìn)展將使研究界能夠從一系列重要的原生生物中剖析細(xì)胞機(jī)制，從而共同提供有關(guān)其繁殖，代謝和信號(hào)傳導(dǎo)的見解。

“這些見解將增進(jìn)我們對(duì)它們?cè)诤Ｑ笾械淖饔玫睦斫?，它們?duì)于生物技術(shù)應(yīng)用如建立生物燃料工廠或生產(chǎn)生物活性化合物具有不可估量的價(jià)值。”

該研究涉及嘗試將外源DNA引入39個(gè)原生生物物種的宿主基因組中，以了解其基因功能以及它們?nèi)绾芜m應(yīng)變化。其中，超過50%的基因已成功地進(jìn)行了基因操作，這將使研究人員能夠?qū)λ麄兓蚪M中攜帶的數(shù)千個(gè)新基因進(jìn)行功能研究。